Abstract
An electron microbeam system has been developed to investigate the biological effect of cells by irradiating cell-nuclei with low-energy and low-flux electrons. It is essential to discern the cell nucleus from its cytoplasm and the culture medium and to locateit exactly onto the beam exit. The irradiation speed at more than 10,000 cells per hour is another requisite for the observations on cellular response to have good statistics. Long-time labor with patience and high concentration is needed since the frames of $320{\times}240{\mu}m^2$ should be moved more than 500 times for irradiating more than 10,000 cells per an hour. This paper describes the electron microbeam system with a focus on the user interfaces concerning the process of automatically recognizing the cell nuclei and injecting electron beam into the target cell nuclei at the irradiation speed of more than 10,000 cell nuclei per hour.
개발된 마이크로전자빔 조사장치는 100KeV 이하의 에너지를 갖는 전자를 세포의 핵에 0.2Gy 이하의 양으로 조사한 후 저준위 방사선에 대한 세포의 생물학적 영향을 해석하기 위해 고안된 시스템이다. 방사선의 생물학적 영향 평가에 유의한 통계성을 확보하기 위해서는 조사되는 세포의 수가 10,000개 이상이 되어야하고 실험 세포의 수명 및 방사선 피폭 후 영향 발현 관찰 시기 등을 고려할 때 시간당 10,000개 이상의 세포 조사가 요구된다. 10,000개 이상의 세포 조사를 위해서는 $320{\times}240{\mu}m^2$ 범위 내에 20개 정도의 세포가 분포하는 프레임을 500번 이상 이동하여야 한다. 본 논문에서는 장치 운영을 위한 사용자 인터페이스와 함께 효율적인 조사 알고리즘을 이용한 세포 자동 인식과 위치 제어를 구현하고 검증하였다.